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Biologia




Biologia 11º
2



Que há de comum entre os
seres humanos e as rosas?




                    Nuno Correia 2011/12
3




“É provável que todos os seres vivos
que há na Terra descendam de um
mesmo ancestral.”
                       Charles Darwin




                             Nuno Correia 2011/12
4




 Por que razão todos os seres
  vivos estão ligados como que
  por uma rede universal que
  torna os mecanismos da vida
  profundamente idênticos?
 De onde provém, então da
  diversidade de formas que
  manifestam?




                                 Nuno Correia 2011/12
5




Nós, humanos, somos como um recém-nascido deixado na
  soleira da porta sem um bilhete a explicar quem é, donde
  veio, que carga hereditária de qualidades e defeitos traz
  consigo ou quem seriam os seus antepassados. Estamos
  ansiosos por ver a ficha do órfão.
                                      Carl Sagan e Ann Druyan


                                                 Nuno Correia 2011/12
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    No regresso ao passado...
 Cada   indivíduo provêm dos seus progenitores,
  todos provimos de um ancestral comum.
 Através dos fósseis somos conduzidos, até aos
  primeiros seres vivos.




                                         Nuno Correia 2011/12
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    Nuno Correia 2011/12
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                 Comum



 Constituiçãobioquímica
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                              Nuno Correia 2011/12
9



Unicelularidade e
multicelularidade




                    Nuno Correia 2011/12
10




     Nuno Correia 2011/12
11




            Inicio da Vida

 Asprimeiras células encontradas no registo fóssil
 devem ter surgido num período que oscila entre
 os 3800 e os 2500 milhões de anos e assemelham-
 se aos actuais procariontes, representados pelas
 bactérias e pelas cianobactérias. .




                                         Nuno Correia 2011/12
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Estromatólitos




                 Nuno Correia 2011/12
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Características dos
  procariontes




                      Nuno Correia 2011/12
14


Os dados fornecidos pelos fósseis e a simplicidade
 estrutural e funcional das células procarióticas
 constituem os dois principais argumentos que
 sustentam a hipótese dos seres procariontes terem
 estado na origem da grande diversidade de vida na
 Terra.




                                        Nuno Correia 2011/12
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Células Eucarióticas




                       Nuno Correia 2011/12
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     Nuno Correia 2011/12
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     Nuno Correia 2011/12
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     Nuno Correia 2011/12
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Origem dos eucariontes




                    Nuno Correia 2011/12
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O que se passou?




                   Nuno Correia 2011/12
21



Qual a origem dos seres
     eucariontes ?




                     Nuno Correia 2011/12
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Aspectos fundamentais do
   modelo autogénico




                     Nuno Correia 2011/12
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         Endossimbiose

Associação entre organismos diferentes em
 que cada um deles (endossimbionte) vive
 no interior do outro, beneficiando ambos
 da associação.




                                    Nuno Correia 2011/12
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 A simbiose é um meio pelo qual a aquisição de novos genomas
  e novas valências metabólicas e organismais ocorrem,
  permitindo a construção evolutiva dos organismos biológicos.

 A endossimbiose é um processo comparável à hibridação,
  sendo uma via para a introdução de genomas
  filogeneticamente distintos em associações íntimas de
  organismos.
 O rápido aparecimento destas novas características ou
  valências evolutivas adquiridas a partir dos organismos
  associados contraria, a perspectiva gradualista.




                                                    Nuno Correia 2011/12
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http://transgenicosintocaveis.blogspot.com/search/label/%22Francisco%20Carrapi%C3
%A7o%22




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Aspectos fundamentais do
 modelo endossimbiótico




                      Nuno Correia 2011/12
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   Modelo endossimbiótico
                 Segundo    este modelo, o
                  invólucro nuclear e os
                  sistemas endomembranares
                  também se originaram a
                  partir de invaginações da
                  membrana nuclear.
                 As mitocôndrias e
                  cloroplastos resultaram da
                  incorporação de células
Lynn Margulis     procarióticas por outras
                  células.

                                       Nuno Correia 2011/12
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     Nuno Correia 2011/12
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     Nuno Correia 2011/12
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            Argumentos
 Mitocôndrias   e cloroplastos assemelham-se
  a bactérias.
 Mitocôndrias e os cloroplastos têm o seu
  próprio genoma.
 Dividem-se independentemente.
 Os ribossomas dos cloroplastos e
  mitocôndrias são muito mais semelhantes
  em tamanho e em características
  bioquímicas aos dos procariontes.
 Existem associações simbióticas entre
  bactérias e alguns eucariontes.
                                       Nuno Correia 2011/12
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                          Giárdia

                               Existem organismos
                                eucariontes que não
                                possuem mitocôndrias.
                               A formação do
                                invólucro nuclear
                                antecedeu a
A giárdia (Giardia lamblia)
é um protozoário                incorporação das
microscópico que parasita       mitocôndrias.
o intestino dos mamíferos,
inclusive de seres humanos


                                              Nuno Correia 2011/12
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     Nuno Correia 2011/12
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             Cloroplastos
A presença de cloroplastos nas plantas e algas
 e sua ausência em fungos e animais apoiam a
 incorporação sequencial das células
 procarióticas por parte das células hospedeiras.




                                        Nuno Correia 2011/12
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                         Reclinomonas     americana é o
                          protista com mitocôndrias mais
                          simples. Os genes destas
                          mitocôndrias são semelhantes
                          aos da bactéria causadora de
                          tifo Rickettsia prowazekii.
Rickettsia prowazekii
                         Esta bactéria parasita divide-se
                          apenas dentro de células
                          eucarióticas, como acontece
                          com as mitocôndrias.




                                                 Nuno Correia 2011/12
35




Resumo




              Nuno Correia 2011/12
36




(…) a simbiogénese representa, na nossa opinião, o principal
mecanismo evolutivo no estabelecimento da biodiversidade sobre a
qual a selecção natural actua, bem como no estabelecimento e
manutenção das comunidades biológicas. (…)
                                    Francisco Carrapiço e Olga Rita




                                                 Nuno Correia 2011/12
37




      Questões em aberto
 Como   se processa o controlo
  da expressão de genes em
  compartimentos diferentes da
  célula?
 Como se processa a migração
  da parte do material genético
  dos organitos para o núcleo?


                                  Nuno Correia 2011/12
É fácil admitir que, quando o nosso planeta se
encontrou povoado por uma biomassa imensa de
seres unicelulares, se tenham tornado frequentes
os fenómenos de predação.
Os organismos que apresentavam um aumento
  de tamanho estavam em clara vantagem.
Uma célula maior pode mais facilmente capturar
                outras células.
Os organismos não podem aumentar
   indefinidamente de tamanho.
Quando há um aumento de
volume, aumenta também o
 metabolismo, mas a célula
  não pode contar com um
   aumento equivalente na
  eficácia das trocas com o
meio externo, uma vez que a
 superfície não aumenta na
      mesma proporção.
Acima de um tamanho crítico, as trocas entre a
célula e o meio não ocorrem com a celeridade
       necessária para a vida da célula.
 Háduas formas possíveis
 de um organismo maior
 do que um milímetro
 sobreviver:
    pode reduzir o seu
     metabolismo;
    ou pode apresentar
     multicelularidade;
O registo fóssil não esclarece a origem da
multicelularidade; contudo, em várias partes do
 mundo, surgem fósseis de seres multicelulares
preservados em rochas há 2200 milhões de anos.
Os seres eucariontes
unicelulares constituem,
por vezes, agregados.
Quando estas associações
de eucariontes unicelulares
dizem respeito a seres da
mesma espécie gue
estabelecem ligações
estruturais entre si,
designam-se por
agregados coloniais ou
colónias.
Compare as colónias de algas verdes, em
relação:
Volvox é um género de de algas verdes que forma
colónias com 500 a 50 000 células com dois
flagelos, que, unindo-se por prolongamentos
citoplasmáticos e bainhas gelatinosas, formam
uma esfera oca.
Apesar de Volvox ser constituída por várias células
   estruturalmente interdependentes, pois estão
ligadas entre si, sob o ponto de vista funcional não
ocorreu diferenciação, já que as células são todas
     semelhantes, com excepção das células
                    reprodutoras.
A multicelularidade permite aos
           organismos:

 Aumentar   a dimensão
 Reduzir a taxa metabólica
 Aumentar a especialização
  celular
 Ampliar a independência em
  relação ao ambiente.

                                                   )
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Biologia 11 unicelularidade e multicelularidade

  • 2. 2 Que há de comum entre os seres humanos e as rosas? Nuno Correia 2011/12
  • 3. 3 “É provável que todos os seres vivos que há na Terra descendam de um mesmo ancestral.” Charles Darwin Nuno Correia 2011/12
  • 4. 4  Por que razão todos os seres vivos estão ligados como que por uma rede universal que torna os mecanismos da vida profundamente idênticos?  De onde provém, então da diversidade de formas que manifestam? Nuno Correia 2011/12
  • 5. 5 Nós, humanos, somos como um recém-nascido deixado na soleira da porta sem um bilhete a explicar quem é, donde veio, que carga hereditária de qualidades e defeitos traz consigo ou quem seriam os seus antepassados. Estamos ansiosos por ver a ficha do órfão. Carl Sagan e Ann Druyan Nuno Correia 2011/12
  • 6. 6 No regresso ao passado...  Cada indivíduo provêm dos seus progenitores, todos provimos de um ancestral comum.  Através dos fósseis somos conduzidos, até aos primeiros seres vivos. Nuno Correia 2011/12
  • 7. 7 Nuno Correia 2011/12
  • 8. 8 Comum  Constituiçãobioquímica  Código genético  Processos básicos da vida Nuno Correia 2011/12
  • 10. 10 Nuno Correia 2011/12
  • 11. 11 Inicio da Vida  Asprimeiras células encontradas no registo fóssil devem ter surgido num período que oscila entre os 3800 e os 2500 milhões de anos e assemelham- se aos actuais procariontes, representados pelas bactérias e pelas cianobactérias. . Nuno Correia 2011/12
  • 12. 12 Estromatólitos Nuno Correia 2011/12
  • 13. 13 Características dos procariontes Nuno Correia 2011/12
  • 14. 14 Os dados fornecidos pelos fósseis e a simplicidade estrutural e funcional das células procarióticas constituem os dois principais argumentos que sustentam a hipótese dos seres procariontes terem estado na origem da grande diversidade de vida na Terra. Nuno Correia 2011/12
  • 15. 15 Células Eucarióticas Nuno Correia 2011/12
  • 16. 16 Nuno Correia 2011/12
  • 17. 17 Nuno Correia 2011/12
  • 18. 18 Nuno Correia 2011/12
  • 19. 19 Origem dos eucariontes Nuno Correia 2011/12
  • 20. 20 O que se passou? Nuno Correia 2011/12
  • 21. 21 Qual a origem dos seres eucariontes ? Nuno Correia 2011/12
  • 22. 22 Aspectos fundamentais do modelo autogénico Nuno Correia 2011/12
  • 23. 23 Endossimbiose Associação entre organismos diferentes em que cada um deles (endossimbionte) vive no interior do outro, beneficiando ambos da associação. Nuno Correia 2011/12
  • 24. 24  A simbiose é um meio pelo qual a aquisição de novos genomas e novas valências metabólicas e organismais ocorrem, permitindo a construção evolutiva dos organismos biológicos.  A endossimbiose é um processo comparável à hibridação, sendo uma via para a introdução de genomas filogeneticamente distintos em associações íntimas de organismos.  O rápido aparecimento destas novas características ou valências evolutivas adquiridas a partir dos organismos associados contraria, a perspectiva gradualista. Nuno Correia 2011/12
  • 26. 26 Aspectos fundamentais do modelo endossimbiótico Nuno Correia 2011/12
  • 27. 27 Modelo endossimbiótico  Segundo este modelo, o invólucro nuclear e os sistemas endomembranares também se originaram a partir de invaginações da membrana nuclear.  As mitocôndrias e cloroplastos resultaram da incorporação de células Lynn Margulis procarióticas por outras células. Nuno Correia 2011/12
  • 28. 28 Nuno Correia 2011/12
  • 29. 29 Nuno Correia 2011/12
  • 30. 30 Argumentos  Mitocôndrias e cloroplastos assemelham-se a bactérias.  Mitocôndrias e os cloroplastos têm o seu próprio genoma.  Dividem-se independentemente.  Os ribossomas dos cloroplastos e mitocôndrias são muito mais semelhantes em tamanho e em características bioquímicas aos dos procariontes.  Existem associações simbióticas entre bactérias e alguns eucariontes. Nuno Correia 2011/12
  • 31. 31 Giárdia  Existem organismos eucariontes que não possuem mitocôndrias.  A formação do invólucro nuclear antecedeu a A giárdia (Giardia lamblia) é um protozoário incorporação das microscópico que parasita mitocôndrias. o intestino dos mamíferos, inclusive de seres humanos Nuno Correia 2011/12
  • 32. 32 Nuno Correia 2011/12
  • 33. 33 Cloroplastos A presença de cloroplastos nas plantas e algas e sua ausência em fungos e animais apoiam a incorporação sequencial das células procarióticas por parte das células hospedeiras. Nuno Correia 2011/12
  • 34. 34  Reclinomonas americana é o protista com mitocôndrias mais simples. Os genes destas mitocôndrias são semelhantes aos da bactéria causadora de tifo Rickettsia prowazekii. Rickettsia prowazekii  Esta bactéria parasita divide-se apenas dentro de células eucarióticas, como acontece com as mitocôndrias. Nuno Correia 2011/12
  • 35. 35 Resumo Nuno Correia 2011/12
  • 36. 36 (…) a simbiogénese representa, na nossa opinião, o principal mecanismo evolutivo no estabelecimento da biodiversidade sobre a qual a selecção natural actua, bem como no estabelecimento e manutenção das comunidades biológicas. (…) Francisco Carrapiço e Olga Rita Nuno Correia 2011/12
  • 37. 37 Questões em aberto  Como se processa o controlo da expressão de genes em compartimentos diferentes da célula?  Como se processa a migração da parte do material genético dos organitos para o núcleo? Nuno Correia 2011/12
  • 38. É fácil admitir que, quando o nosso planeta se encontrou povoado por uma biomassa imensa de seres unicelulares, se tenham tornado frequentes os fenómenos de predação.
  • 39. Os organismos que apresentavam um aumento de tamanho estavam em clara vantagem.
  • 40. Uma célula maior pode mais facilmente capturar outras células.
  • 41. Os organismos não podem aumentar indefinidamente de tamanho.
  • 42. Quando há um aumento de volume, aumenta também o metabolismo, mas a célula não pode contar com um aumento equivalente na eficácia das trocas com o meio externo, uma vez que a superfície não aumenta na mesma proporção.
  • 43. Acima de um tamanho crítico, as trocas entre a célula e o meio não ocorrem com a celeridade necessária para a vida da célula.
  • 44.  Háduas formas possíveis de um organismo maior do que um milímetro sobreviver:  pode reduzir o seu metabolismo;  ou pode apresentar multicelularidade;
  • 45. O registo fóssil não esclarece a origem da multicelularidade; contudo, em várias partes do mundo, surgem fósseis de seres multicelulares preservados em rochas há 2200 milhões de anos.
  • 46. Os seres eucariontes unicelulares constituem, por vezes, agregados. Quando estas associações de eucariontes unicelulares dizem respeito a seres da mesma espécie gue estabelecem ligações estruturais entre si, designam-se por agregados coloniais ou colónias.
  • 47. Compare as colónias de algas verdes, em relação:
  • 48. Volvox é um género de de algas verdes que forma colónias com 500 a 50 000 células com dois flagelos, que, unindo-se por prolongamentos citoplasmáticos e bainhas gelatinosas, formam uma esfera oca.
  • 49. Apesar de Volvox ser constituída por várias células estruturalmente interdependentes, pois estão ligadas entre si, sob o ponto de vista funcional não ocorreu diferenciação, já que as células são todas semelhantes, com excepção das células reprodutoras.
  • 50.
  • 51.
  • 52. A multicelularidade permite aos organismos:  Aumentar a dimensão  Reduzir a taxa metabólica  Aumentar a especialização celular  Ampliar a independência em relação ao ambiente. ) Equinodermes (fósseis